《電子技術(shù)應(yīng)用》
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選擇DC/DC穩(wěn)壓器時(shí)需考慮可靠性
Afshin Odabaee Kevan Tan
凌力爾特公司
摘要: 我們來(lái)看一下 DC/DC 穩(wěn)壓器:基本上都是密封在類似 IC 那樣的一個(gè)封裝中的完整 DC/DC 穩(wěn)壓器電路。我們假定,您已經(jīng)研究了對(duì)幾家廠商提供的產(chǎn)品進(jìn)行選擇的問(wèn)題,而且所有這些產(chǎn)品都或多或少地提供了電源轉(zhuǎn)換功能,并滿足您的大部分需求。接下來(lái)您如何決定哪一款是適合您設(shè)計(jì)的最佳產(chǎn)品?對(duì)于您開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的最終產(chǎn)品,您的客戶重視的是什么?哪些 DC/DC 穩(wěn)壓器參數(shù)決定了性能?
Abstract:
Key words :

 我們來(lái)看一下 DC/DC 穩(wěn)壓器:基本上都是密封在類似 IC 那樣的一個(gè)封裝中的完整 DC/DC 穩(wěn)壓器電路。我們假定,您已經(jīng)研究了對(duì)幾家廠商提供的產(chǎn)品進(jìn)行選擇的問(wèn)題,而且所有這些產(chǎn)品都或多或少地提供了電源轉(zhuǎn)換功能,并滿足您的大部分需求。接下來(lái)您如何決定哪一款是適合您設(shè)計(jì)的最佳產(chǎn)品?對(duì)于您開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)的最終產(chǎn)品,您的客戶重視的是什么?哪些 DC/DC 穩(wěn)壓器參數(shù)決定了性能?

  在您進(jìn)行選擇時(shí),請(qǐng)記著另一個(gè)參數(shù):研究每一款 DC/DC 穩(wěn)壓器的可靠性報(bào)告。注意那些經(jīng)過(guò)嚴(yán)格測(cè)試、以及由性能和可靠性聲譽(yù)卓著的公司生產(chǎn)的產(chǎn)品。

  既然我們?cè)谔接懨芊獾?DC/DC 系統(tǒng),那么本篇使用說(shuō)明將仔細(xì)研究凌力爾特公司對(duì)其 DC/DC 微型模塊 (µModule?) 穩(wěn)壓器產(chǎn)品所做的深入和詳盡的可靠性測(cè)試 (圖 1)。您在以下網(wǎng)址可以看到完整的可靠性測(cè)試報(bào)告:

DC/DC 微型模塊穩(wěn)壓器是一種含有電感器和具有高可靠性的密封型完整電路

圖 1:DC/DC 微型模塊穩(wěn)壓器是一種含有電感器和具有高可靠性的密封型完整電路

DC/DC 微型模塊產(chǎn)品的可靠性測(cè)試報(bào)告

圖 2a:DC/DC 微型模塊產(chǎn)品的可靠性測(cè)試報(bào)告

DC/DC 微型模塊產(chǎn)品可靠性測(cè)試報(bào)告中的一個(gè)詳盡的測(cè)試?yán)? src=

圖 2b:DC/DC 微型模塊產(chǎn)品可靠性測(cè)試報(bào)告中的一個(gè)詳盡的測(cè)試?yán)?/p>

  一系列免費(fèi)可供參考的測(cè)試資料

  總共就 DC/DC 微型模塊產(chǎn)品進(jìn)行了 18 項(xiàng)測(cè)試,其中有幾項(xiàng)測(cè)試是在不同溫度情況下進(jìn)行的。這些數(shù)據(jù)是累計(jì)的,即自這些產(chǎn)品 3 年半以前推出以來(lái),凌力爾特公司一直在監(jiān)視和更新這些數(shù)據(jù)。凌力爾特公司嚴(yán)格更新這份報(bào)告,而且可在線提供報(bào)告副本。要求報(bào)告副本并無(wú)需滿足任何特殊要求。凌力爾特公司以這種方式支持其高性能微型模塊產(chǎn)品線,其中包括 DC/DC 系列 (除了 DC/DC 產(chǎn)品,還提供混合信號(hào)微型模塊器件,如 LTM9003 和 LTM2881)。

  剖析 DC/DC 微型模塊穩(wěn)壓器的可靠性測(cè)試報(bào)告

  需要特別提到的第一件事是,微型模塊產(chǎn)品的可靠性測(cè)試顯示,故障為零。

  盡管這個(gè)數(shù)字非常好,但是凌力爾特公司還是會(huì)繼續(xù)監(jiān)視不同型號(hào)和不同封裝尺寸器件的生產(chǎn)記錄,直到遇到一個(gè)或多個(gè)故障為止,如果出現(xiàn)故障,將產(chǎn)生一份分析故障原因的測(cè)試報(bào)告。迄今為止積累的這類數(shù)據(jù)證明了微型模塊產(chǎn)品的封裝、組裝和電氣性能的堅(jiān)固性。

  該報(bào)告包含以下測(cè)試:

  1. 工作壽命

  2. 預(yù)處理

  3. 溫度、濕度偏置

  4. 電源周期

  5. 溫度周期 (各種不同的溫度范圍)

  6. 熱沖擊 (各種不同的溫度范圍)

  7. 焊接沖擊

  8. 高溫烘烤 (各種不同的溫度范圍)

  9. 機(jī)械沖擊

  10. 可變振動(dòng)頻率

  11. 電路板安裝/溫度周期 (各種不同的溫度范圍)

  凌力爾特公司仍然對(duì)這些測(cè)試結(jié)果進(jìn)行持續(xù)監(jiān)視,而且每個(gè)季度都會(huì)更新一次數(shù)據(jù),然后在網(wǎng)上提供新的測(cè)試報(bào)告。

  以下是每次就 DC/DC 微型模塊產(chǎn)品進(jìn)行的可靠性測(cè)試的簡(jiǎn)短描述:

  1. 工作壽命    1,635,385 器件小時(shí),零故障

  a. 用該產(chǎn)品在測(cè)試環(huán)境下的絕對(duì)最大電壓額定值偏置后進(jìn)行測(cè)試

  b. 將環(huán)境溫度提高到 125oC 以加速測(cè)試

  2. 預(yù)處理    2,500,608 器件小時(shí),零故障

  a. 按照 JEDEC 245ºC 標(biāo)準(zhǔn) (J-STD-020 濕度等級(jí) 3) 進(jìn)行 192 小時(shí)的 30ºC/60% 相對(duì)濕度 + 3 次 IR 回流焊

  b. 模擬電路板裝配條件

  c. 具有更為潮濕環(huán)境

  d. 查看封裝完整性和脫層

  3. 溫度、濕度偏置      446,400 器件小時(shí),零故障

  a. 查看枝晶生長(zhǎng)和腐蝕情況

  b. 在潮濕環(huán)境中施加數(shù)值為被測(cè)產(chǎn)品最大額定電壓的偏壓

  4. 電源周期    18,575,540 器件小時(shí),零故障

  a. 通過(guò)接通和斷開(kāi)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)試

  b. 結(jié)溫范圍為 50ºC 至 100ºC

  5. 溫度周期 -40ºC 至 125ºC   1,078,000 器件小時(shí),零故障

  6. 溫度周期 -55ºC 至 125ºC   4,406,436 器件小時(shí),零故障

  7. 溫度周期 -65ºC 至 125ºC  7,402,790 器件小時(shí),零故障

  a. 在多種尺寸的封裝上進(jìn)行

  b. 空氣對(duì)空氣或室

  c. 在 500 和 1,000 個(gè)讀出點(diǎn)上,對(duì)器件進(jìn)行電氣完整性測(cè)試

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